Schaltungsanordnung für fremdgesteuerte Sägezahngeneratoren, bei denen
eine Spannungsrückkopplung besteht Es ist bereits bekannt, zur Erzeugung eines sägezahnförmigen
Stromverlaufs, wie er zur Speisung der Ablenkspulen von Kathodenstrahlröhren, z.
B. für Fernsehzwecke, erforderlich ist, im Gitterkreis deiner gesteuerten Röhre
einen ParallelresQnanzkreis vorzusehen, zu dessen Kondensator ein Widerstand in
Reihe mit einer Gleichspannungsquelle parallel geschaltet ist und in dessen Selbstinduktionszweig
in Reihe mit der Spule ein Gleichrichter liegt. Bei dieser Schaltungsanordnung kommen
unter der Mitwirkung einer Rückkopplung zwischen dem Anodenkreis und der gesteuerten
Röhre und der Spule des Parallelresonanzkxeises Viertelschwingungen zustande, die
den Rücklauf der Sägezahnkurve, d. h. ihre schnell ablaufende Flanke, darstellen,
und die Ladung des Kondensators im Parallelresonanzkreis erfolgt in der einen Richtung
über den Widerstand und in der anderen Richtung durch die erwähnte Viertelschwingung.Circuit arrangement for externally controlled sawtooth generators in which
a voltage feedback exists It is already known to generate a sawtooth-shaped
Current curve as used to feed the deflection coils of cathode ray tubes, e.g.
B. for television purposes, is required in the grid circle of your controlled tube
to provide a parallel resonance circuit, to whose capacitor a resistor in
Series is connected in parallel with a DC voltage source and in its self-induction branch
a rectifier is in series with the coil. Come with this circuit arrangement
with the participation of a feedback between the anode circuit and the controlled one
Tube and the coil of the parallel resonance kxeises quarter oscillations, the
the return of the sawtooth curve, d. H. their fast running flank, represent,
and the capacitor in the parallel resonance circuit is charged in one direction
through the resistance and in the other direction through the quarter oscillation mentioned.
Bevor auf die Erfindung eingegangen werden soll, welche eine Stabilisierung
von _fremdgesteuerten Sägezahngeneratoren, die nach diesem Prinzip arbeiten, zum
Gegenstand hat, sei an Hand der Abb. i der Zeichnung die Anordnung und Wirkungsweise
der bekannten Schaltung nochmals erläutert.Before going into the invention, what a stabilization
of externally controlled sawtooth generators that work according to this principle, for
Subject is the arrangement and mode of operation with reference to Fig. I of the drawing
the known circuit explained again.
In Abb-. i besteht der Parallelresonanzkreis im Gitterkreis der gesteuerten
Röhre io aus dem Kondensator i i sowie der Drosselspule 12. Parallel zum Kondensator
i i liegt eine Gleichspannungsquelle 13 in Reihe mit einem Widerstand i¢, während
im Spulenzweig in Reihe mit der Spule i a ein Gleichrichter 15
liegt. Die
Spule i a ist mit einer Spule 16 im Anodenzweig der Röhre io induktiv gekoppelt;
die Anodenspannungsquelle ist mit 17 - bezeichnet.
Zur Erläuterung
der Wirkungsweise der in Abb. i dargestellten Anordnung möge zunächst angenommen
werden, daß- an dem Kondensator i i eine Ladung bestehe, wie sie durch die eingetragenen
Plus- und Minuszeichen angedeutet ist. In der Röhre io möge unter diesen Verhältnissen
noch kein Anodenstrom fließen, sondern das Steuergitter möge sich auf einem Potential
befinden, welches unterhalb desjenigen Wertes liegt, der zum unteren Knick der Anodenstromgitterspannungscharakteristik
gehört. Unter diesen Voraussetzungen 'ist also außer dem Anodenstromzweig auch der
Zweig des Resonanzkreises, welcher die Spule 12 und den Gleichrichter 15 enthält,
stromlos. Von der Spannungsquelle 13 wird über den Widerstand 14. nun der Kondensator
i i geladen, wobei die Spannung am Kondensator nach einer e-Funktion verläuft und
dabei zunächst der fiondensatorspannung Null zustrebt, Dieser Spannungsverlauf am
Kondensator gebt auch dann noch unverändert «-eiter, wenn das Steuergitter der Röhre
io auf ein derartiges Potential gekommen ist, daß im Anodenkreis dieser Röhre Strom
fließt. Es bildet sich dann nämlich lediglich an der Spule 12 eine konstante Spannung,
welche das durch die eingetragenen Plus- und Minuszeichen angedeutete Vorzeichen
besitzt. Wenn nun, bevor das Steuergitter der Röhre i o auf Kathodenpotential kommt,
der Differentialquotient des Stromanstiegs im Anodenkreis sein Vorzeichen umkehrt,
was man beispielsweise dadurch erreichen kann, daß an einem weiteren Steuergitter
der Röhre io ein im Sinne einer Stromverminderung wirkender Impuls zugeführt wird,
so kehrt sich das Vorzeichen der Spannung an der Spule 12 um. Sofern die umgekehrte
Spannung an der Spule größer ist als die am Kondensator i i noch bestehende Spannung
der eingezeichneten Polarität, wird der Gleichrichter 15 durchlässig. Es entlädt
sich nun die gesamte magnetische Energie der Spule 16 über den Gleichrichter 15;
der Kondensator i i wird wieder stark im Sinne der eingetragenen Plus- und Minuszeichen
aufgeladen. Wegen der einseitigen Leitfähigkeit des Gleichrichters 15 wird dieser
Ladevorgang dabei nach einer Viertelschwingung unterbrochen, d. h. sobald der Strom
durch Null hindurchgeht, da der für die nächste Viertelschwingung erforderliche
umgekehrte Strom nicht durch den Gleichrichter fließen kann. Nun wiederholt sich
der Vorgang in der beschriebenen Weise. Am Kondensator i i entsteht also ein etwa
sägezahnförmiger Spannungsverlauf, der aus einer exponentiell bzw. geradlinig verlaufenden,
langen Flanke und einer nach einer Viertelschwingung verlaufenden, kurzen Flanke
zusammengesetzt ist. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ändert sich auch nicht wesentlich,
wenn man die Kondensators,pannung bis auf den Wert Null und auf Werte ansteigen
läßt, welche das umgekehrte Vorzeichen haben, wie in Abb. t angedeutet. An der Spule
12 besteht nämlich, solange der Anodenstrom der Röhre io überhaupt noch ansteigt,
stets eine Spannung im Sinne der eingetragenen Plus- und Minuszeichen. Diese ist
konstant. solange eine gleichbleibende Steilheit des Stromanstiegs im Anodenzweig
vorhanden ist. Es muß also, da die Kondensatorspannung stets weiter ansteigt, die
Spannung an der Spule 12 auch ohne einen den Anodenstrom vermindernden Impuls einmal
überwunden werden, so dal:@ der Gleichrichter 15 durchlässig wird. tun spielt sich
der oben beschriebene Vorgang der Wiederaufladung des Kondensators auf eine Spannung
derjenigen Polarität, wie sie in Abb. i angedeutet ist, wieder in der gleichen Weise
ab, wobei der erreichte Spannungswert am Kondensator i i wieder im wesentlichen
durch die magnetische Energie der Spule 16 gegeben ist. Der Charakter der Spannungskurve
am Kondensator i i ist wieder der gleiche, wie oben erwähnt. Wenn man nun eine solche
Spannung am Kondensator i wählt, bei welcher bereits ein endlicher Anodenstrom fließt,
erhält man im Anodenstrom auch einen sägezahnförmigen Verlauf und kann die Spule
16 unmittelbar als Ablenkspule für eine Kathodenstrahlröhre ausbilden.In Fig-. i the parallel resonance circuit in the grid circuit of the controlled tube io consists of the capacitor ii and the choke coil 12. In parallel with the capacitor ii there is a DC voltage source 13 in series with a resistor i ¢, while a rectifier 1 5 is in series with the coil ia in the coil branch. The coil ia is inductively coupled to a coil 16 in the anode branch of the tube io; the anode voltage source is denoted by 1 7 -. To explain the mode of operation of the arrangement shown in Fig. I, it may first be assumed that there is a charge on capacitor ii, as indicated by the plus and minus signs entered. Under these conditions, no anode current may yet flow in tube io, but the control grid may be at a potential which is below the value that belongs to the lower bend of the anode current grid voltage characteristic. Under these conditions, in addition to the anode current branch, the branch of the resonance circuit which contains the coil 12 and the rectifier 15 is also de-energized. From the voltage source 13, the capacitor ii is now charged via the resistor 14, the voltage on the capacitor running according to an exponential function and initially tending towards the fiondensator voltage zero Control grid of the tube io has come to such a potential that current flows in the anode circuit of this tube. A constant voltage is then only formed on the coil 12, which voltage has the sign indicated by the plus and minus signs entered. If now, before the control grid of the tube io comes to cathode potential, the differential quotient of the current rise in the anode circuit reverses its sign, which can be achieved, for example, by supplying a pulse acting in the sense of a current reduction to a further control grid of the tube io, then reverses the sign of the voltage on the coil 12 changes. If the reverse voltage on the coil is greater than the voltage of the polarity shown on the capacitor ii, the rectifier 15 becomes permeable. The entire magnetic energy of the coil 16 is now discharged via the rectifier 15; the capacitor ii is again strongly charged in the sense of the registered plus and minus signs. Because of the one-sided conductivity of the rectifier 15, this charging process is interrupted after a quarter oscillation, ie as soon as the current passes through zero, since the reverse current required for the next quarter oscillation cannot flow through the rectifier. Now the process is repeated in the manner described. An approximately sawtooth-shaped voltage curve thus arises at the capacitor ii, which is composed of an exponentially or rectilinear long flank and a short flank that runs after a quarter oscillation. The mode of operation of this arrangement does not change significantly if the capacitor voltage is allowed to rise to the value zero and to values which have the opposite sign, as indicated in Fig. T. This is because as long as the anode current of the tube io is still increasing at all, there is always a voltage at the coil 12 in the sense of the plus and minus signs entered. This is constant. as long as there is a constant steepness of the current rise in the anode branch. Since the capacitor voltage continues to rise, the voltage at the coil 12 must be overcome once even without a pulse reducing the anode current, so that the rectifier 15 becomes permeable. The above-described process of recharging the capacitor to a voltage of the polarity as indicated in Fig given is. The character of the voltage curve at capacitor ii is again the same as mentioned above. If one now selects such a voltage on the capacitor i at which a finite anode current already flows, a sawtooth curve is obtained in the anode current and the coil 16 can be designed directly as a deflection coil for a cathode ray tube.
Die Erfindung bezieht sich darauf, die bei derartigen Sägezahngeneratoren
an sich bei Fremdsteuerung mögliche Erzeugung von Sägezähnen wechselnder Amplitude
zu verhindern. Wie sogleich erklärt werden wird, kann nämlich unter dem Einfuß von
mit konstanter Frequenz eintreffenden Synchronisierimpulsen am Kondensator i i ein
Spannungsverlauf U, nach Abb. 2 erzeugt werden. Zum Verständnis dieser Erscheinung
muß man sich vergegenwärtigen, daß die Ladung, welche der Kondensator i i bei einem
Viertelschncingungsvorgang erhält, durch die magnetische Energie der Spule 16 gegeben
ist. Wenn also im Zeitpunkt 11 die untere Belegung des Kondensators i i das in Abb.
2 mit tal bezeichnete Potential besitzt, so entspricht diesem ein gewisser Anodenstrom
der Röhre io und somit eine gewisse magnetische Energie der Spule 16. Diese möge,
wenn im Zeitpunkt t1 ein Synchronimpuls eintrifft, zu einer Spannung n., am Kondensator
i i führen. Innerhalb der konstanten Zeitspanne bis zum Zeitpunkt l;, in welchem
ein neuer Synchronimpuls eintrifft, möge die Kondensatorspannung nun auf den Wert
ras gewandert sein. Diesem Werte tt-, entspricht ein höherer Anodenstrom
als
dem Werte ui, und infolgedessen springt nun die Anodenspannung auf einen tieferen
Wert ra,1 als den Wert u2, da die Ladungsänderung am Kondensator wegen der nunmehr
größeren magnetischen Energie der Spule 16 auch größer sein muß. Innerhalb der konstanten
Zeitspanne bis zum Zeitpunkt t5, in welchem ein neuer Synchronisierimpuls eintrifft,
geht nun wieder eine neue Spannungsänderung am Kondensator vor sich, die jedoch,
da man den Ladestrom, welcher über den Widerstand 1¢ fließt, als konstant anzusehen
hat, nicht wieder im Spannungswert u3 enden kann. Es muß also. auch der Spannungssprtmg,
welcher im Zeitpunkt t,5 ausgeführt wird, kleiner sein als derjenige im Zeitpunkt
t3.The invention relates to that in such sawtooth generators
in itself possible generation of saw teeth of changing amplitude with external control
to prevent. As will soon be explained, under the influence of
synchronizing pulses arriving at the capacitor i i at a constant frequency
Voltage curve U, according to Fig. 2, can be generated. To understand this phenomenon
one must realize that the charge which the capacitor i i in a
Quarter cutting process is given by the magnetic energy of the coil 16
is. So if at time 11 the lower assignment of the capacitor i i corresponds to that shown in Fig.
2 has potential denoted tal, this corresponds to a certain anode current
the tube io and thus a certain magnetic energy of the coil 16. May this
if a sync pulse arrives at time t1, to a voltage n., on the capacitor
i i lead. Within the constant period of time up to time l; in which
a new sync pulse arrives, let the capacitor voltage now on the value
have hiked at speed. A higher anode current corresponds to this value tt-
as
the value ui, and as a result the anode voltage now jumps to a lower one
Value ra, 1 as the value u2, since the change in charge on the capacitor because of the now
larger magnetic energy of the coil 16 must also be larger. Within the constant
Time span up to time t5, in which a new synchronization pulse arrives,
a new voltage change is now taking place at the capacitor, which, however,
because the charging current, which flows through the resistor 1 ¢, is to be regarded as constant
cannot end again in the voltage value u3. So it must. also the voltage burst,
which is executed at time t, 5 may be smaller than that at time
t3.
Auf der Erkenntnis dieser Zusammenhänge aufbauend, wird gemäß der
Erfindung vorgeschlagen, parallel zum Kondensator des Schwingungskreises die Reihenschaltung'eines
Gleichrichters 18 mit umgekehrter Durchlaßrichtung wie die Gitterkathodenstrecke
und einer konstanten, für das, Gitter negativen Spannung i 9 zu legen, wie es in
Abb. 3 dargestellt ist. Die Vorspannung kann in an sich bekannter Weise auch mittels
eines Rj,--Gliedes geeignet großer Zeitkonstante gebildet werden. Bei dieser Schaltungsanordnung
kann der Rücklauf der Kondensatorspannung immer nur bis auf denselben Wert erfolgen,
nämlich etwa bis auf den der Gleichspannungsquelle 19, bei dem dann der Gleichrichter
18 stromdurchlässig -wird und somit keine weitere Spannungsänderung im Kondensator
i i mehr stattfinden kann, so daB die an Hand der Abb. 2 erläuterte Erzeugung von
Sägezähnen ungleicher Amplitude vermieden wird.Building on the knowledge of these connections, according to the
Invention proposed, the series connection'eines parallel to the capacitor of the resonant circuit
Rectifier 18 with reverse forward direction as the grid cathode path
and a constant voltage i 9 which is negative for the grid, as shown in FIG
Fig. 3 is shown. The preload can also be carried out in a manner known per se
of a Rj, element of a suitably large time constant can be formed. With this circuit arrangement
the capacitor voltage can only be reduced to the same value,
namely approximately up to that of the DC voltage source 19, in which then the rectifier
18 becomes current-permeable and thus no further voltage change in the capacitor
i i can take place more, so that the generation of
Saw teeth of unequal amplitude is avoided.
Es sei noch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß, die Erfindung nicht
auf Anordnen: gen beschränkt ist, bei denen die Spannungs,-rückkopplung durch .einen
Transformator bewerkstelligt wird, sondern daß. jede Rückkopplungsanordnung, -welche
eine Spannung geeigneter Phasenlage liefert, verwendet werden kann, beispielsweise
eine Umkehrröhre oder ein Organ negativer Steilheit.It should also be expressly pointed out that the invention does not
is limited to arranging: genes in which the voltage feedback through .ein
Transformer is accomplished, but that. any feedback arrangement, whatever
supplies a voltage of suitable phase position, can be used, for example
an inverted tube or organ of negative slope.